RU2150473C1 - Способ получения диацетата бетулинола - Google Patents
Способ получения диацетата бетулинола Download PDFInfo
- Publication number
- RU2150473C1 RU2150473C1 RU99117706A RU99117706A RU2150473C1 RU 2150473 C1 RU2150473 C1 RU 2150473C1 RU 99117706 A RU99117706 A RU 99117706A RU 99117706 A RU99117706 A RU 99117706A RU 2150473 C1 RU2150473 C1 RU 2150473C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- betulinol
- acetate
- diacetate
- acetylation
- acetic acid
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
Изобретение относится к органическому синтезу. Способ синтеза диацетата бетулинола ацетилированием бетулинола в присутствии катализатора при нагревании заключается в том, что ацетилирование ведут смесью уксусной кислоты и ацетатов спиртов С1-C4 с одновременным удалением воды из реакционной смеси известными способами. Изобретение позволяет отказаться от использования дорогостоящих и токсичных реагентов (уксусный ангидрид, пиридин, бензол), упрощает технологию, снижает затраты и уменьшает вредность производства. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к целлюлозно-бумажной и лесохимической промышленности и касается получения диацетата батулинола из бетулинола - продукта, получаемого или из побочных продуктов сульфатцеллюлозного производства (сульфатного мыла, таллового пека), или из бересты (наружного слоя коры березы).
Бетулинол (C30H50O2) является представителем тритерпеноидов ряда лупана, в молекуле которого две гидроксильные группы, отличающиеся по реакционной способности ввиду пространственных затруднений доступа к вторичной спиртовой группе. Диацетат бетулинола - 3β, 28-диацетокси-луп-20(29)-ен(1) - сложный эфир уксусной кислоты и бетулинола обладает биологической активностью, в частности противоопухолевой, и представляет благодаря доступности сырья для получения бетулинола большой потенциальной интерес для химико-фармацевтической промышленности
Из органической химии известно, что ацетильные производные спиртов получают
- или прямой этерификацией спиртов уксусной кислотой в присутствии катализаторов;
- или переэтирефикацией путем обработки спиртов ацетатами тоже в присутствии катализаторов;
- или, наконец, ацетилированием спиртов хлорангидридом или ангидридом уксусной кислоты.
Из органической химии известно, что ацетильные производные спиртов получают
- или прямой этерификацией спиртов уксусной кислотой в присутствии катализаторов;
- или переэтирефикацией путем обработки спиртов ацетатами тоже в присутствии катализаторов;
- или, наконец, ацетилированием спиртов хлорангидридом или ангидридом уксусной кислоты.
При этерификации уксусной кислоты следует ожидать, что в соответствии с различной реакционной способностью спиртовых групп процесс будет протекать в две стадии: образование моноацетата и последующая его этерификация по вторичной спиртовой группе с получением диацетата бетулинола. Вторая стадия процесса сравнительно медленная ввиду меньшей доступности спиртовой группы. Недостатком данного способа получения диацетата бетулинола является невысокая селективность процесса. Нами установлено, что селективность процесса этерификации бетулинола уксусной кислоты до диацетата составляет около 66% (табл. 1, пример 1).
Хотя при этерификации бетулинола одной уксусной кислотой бетулинол реагирует практически полностью, но наряду с диацетатом образуется очень большое количество (20,1%) неидентифицированного побочного продукта превращения бетулинола. Бетулинол в этих условиях расходуется не по своему прямому назначению, этерификация одной уксусной кислотой неэффективна.
При использовании метода переэтерификации (табл. 1, пример 2) остается значительное количество бетулинола, диацетата образуется мало, процесс останавливается в основном на стадии образования моноацетата. Такой процесс получения диацетата явно неприемлем.
Ацетилирование уксусным ангидридом применяется в аналитических целях для определения гидроксигрупп или в препаративных синтезах, когда спирт термо- или химически лабилен. Литературные данные показывают, что диацетат бетулинола получается именно этим способом - ацетилированием либо в бензоле [Левандовский В. А., Еськин А.П., Полежаева Н.И. Выделение бетулина и суберина из коры березы, активированной в условиях "взрывного автогидролиза". - Химия растительного сырья. Барнаул, Изд. Алтайского госуниверситета, 1998, N 1, с. 5-9], либо в пиридине [Lawrie W., McLean), Taylor G.R. Triterpenoids in the Bark of Mountain Ash (Sorbus ancuparia L.] Chem. Soc. 1960, p. 4303-4308] , которые взяты нами за прототип, поскольку только этими известными способами получается диацетат бетулинола. При ацетилировании берут, как правило, большой избыток уксусного ангидрида (иногда четырехкратный). Реакционную смесь нагревают от 60oC до температуры кипения уксусного ангидрида и выдерживают при этой температуре до четырех часов. Продукты ацетилирования выделяют или путем охлаждения реакционной смеси, отделения выпавшего в осадок ацетата-сырца и последующей его перекристаллизации или путем обработки 10-кратным объемом воды, отделения ацетата-сырца и его перекристаллизации. К основным недостаткам способа ацетилирования можно отнести следующее:
- использование дорогостоящих и токсичных химикатов (уксусный ангидрид, пиридин, бензол);
- образование двух молей побочного продукта - уксусной кислоты на один моль продукта - диацетата в соответствии со стехиометрией химической реакции.
- использование дорогостоящих и токсичных химикатов (уксусный ангидрид, пиридин, бензол);
- образование двух молей побочного продукта - уксусной кислоты на один моль продукта - диацетата в соответствии со стехиометрией химической реакции.
Целью изобретения является упрощение технологии, снижение затрат, уменьшение вредности производства за счет отказа от применения уксусного ангидрида, пиридина, бензола и замены их на более технологичные и менее токсичные уксусную кислоту и ацетаты спиртов.
По предлагаемому способу процесс ацетилирования ведут в присутствии катализатора при нагревании смесью уксусной кислоты и ацетатов спиртов C1-C4 с одновременным избирательным удалением воды из реакционной смеси известными способами.
В качестве катализатора используют один из кислотных катализаторов, например паратолуолсульфокислоту (п-ТСК), катализирующих процесс ацетилирования.
В качестве ацетатов спиртов используют метилацетат, этилацетат, пропилацетат, изопропилацетат, бутилацетат, изобутилацетат и вторичный бутилацетат. Выбор конкретного ацетата спирта зависит от ряда факторов, таких как стоимость, доступность, эффективность (с точки зрения обеспечения вывода воды из реакционной зоны) и др.
Избирательный вывод воды из зоны реакции осуществляют или с использованием адсорбента - силикагеля, или с помощью гетероазеотропной ректификации, выводя воду в виде водного слоя гетерогенного дистиллята.
Использование в качестве ацетилирующего агента смеси уксусной кислоты и ацетата спирта позволяет полно провести реакцию этерификации бетулинола: доля непрореагировавшего бетулинола составляет всего доли процента, а целевого продукта - 90,0-93,0%.
Положительное влияние на этерификацию бетулинола уксусной кислотой присутствия ацетатов спиртов достаточно хорошо иллюстрируют данные сравнительного эксперимента, результаты которого приведены в табл. 1. В опытах, в которых этерификацию проводят либо только уксусной кислотой, либо алкилацетатом (бутилацетат), селективность процесса невысока и составляет по целевому продукту - диацетату соответственно 65,8 и 25,5%. В то же время использование уксусной кислоты совместно с бутилацетатом приводит к существенному увеличению селективности до 90,8% (cм. табл. 1, пример 3). Одной из возможных причин такого положительного влияния бутилацетата является уменьшениe концентрации бутанола (за счет этерификации бутанола уксусной кислотой), который "тормозит" процесс переэтерификации бетулинола бутилацетатом.
Таким образом,
- ацетаты участвуют в реакции синтеза диацетата бетулинола, оказывая дополнительное положительное влияние на процесс ацетилирования;
- ацетаты предотвращают нежелательные побочные превращения бетулинола в побочные продукты под действием п-ТСК, которые имеют место в других растворителях (гептан, толуол, диоксан);
- в ацетатах хорошо растворяются каталитические количества п-ТСК, что обеспечивает проведение реакции в гомогенной фазе;
- ацетаты являются эффективными разделяющими агентами для азеотропного вывода реакционной воды из зоны реакции.
- ацетаты участвуют в реакции синтеза диацетата бетулинола, оказывая дополнительное положительное влияние на процесс ацетилирования;
- ацетаты предотвращают нежелательные побочные превращения бетулинола в побочные продукты под действием п-ТСК, которые имеют место в других растворителях (гептан, толуол, диоксан);
- в ацетатах хорошо растворяются каталитические количества п-ТСК, что обеспечивает проведение реакции в гомогенной фазе;
- ацетаты являются эффективными разделяющими агентами для азеотропного вывода реакционной воды из зоны реакции.
Процесс ацетилирования проводят в реакторе, снабженном дефлегматором для избирательного удаления воды из реакционной смеси. В реактор загружают бетулинол, уксусную кислоту и алкилацетат (изопропилацетат, этилацетат, бутилацетат и др. ). Нижние границы соотношений бетулинол : уксусная кислота и бетулинол : алкилацетат обусловлены выполнением условия полного растворения твердого бетулинола в реакционной смеси. Верхние границы в большей степени определяются технологическими соображениями. Очень большой избыток уксусной кислоты или бутилацетата (или вместе взятые) приведeт к уменьшению удельной производительности установки ацетилирования и большим рециклам реагентов. Соотношение уксусной кислоты и ацетата спирта теоретически может колебаться в достаточно широком диапазоне.
В качестве катализатора в исходную смесь добавляют п-ТСК. Смесь нагревают до температуры кипения. Образующиеся пары после конденсации в дефлегматоре поступают в устройство, предназначенное для избирательного удаления воды. Обезвоженный дистиллят возвращается назад в реактор. Процесс проводят в условиях кипения реакционной смеси в течение 4-6 ч. После окончания процесса ацетилирования реакционную смесь упаривают, затем охлаждают до 5-10oC для кристаллизации диацетата бетулинола. Полученный полупродукт имеет следующий состав, мас.%:
Бетулинол - 0,1-0,5
Моноацетат бетулинола - 0,8-2,5
Диацетат бетулинола - 90,0-93,0
Неидентифицируемые компоненты - 4,0-7,0
Для получения более чистого продукта - диацетата бетулинола - выделенный из реакционной смеси полупродукт может быть подвергнут дополнительной очистке - перекристаллизации из изопропилового спирта. После обработки такого полупродукта изопропиловым спиртом в массовом соотношении 1: 10 (диацетат: спирт) с последующей кристаллизацией при 5-10oC диацетата бетулинола массовая доля основного вещества составляет 98%.
Бетулинол - 0,1-0,5
Моноацетат бетулинола - 0,8-2,5
Диацетат бетулинола - 90,0-93,0
Неидентифицируемые компоненты - 4,0-7,0
Для получения более чистого продукта - диацетата бетулинола - выделенный из реакционной смеси полупродукт может быть подвергнут дополнительной очистке - перекристаллизации из изопропилового спирта. После обработки такого полупродукта изопропиловым спиртом в массовом соотношении 1: 10 (диацетат: спирт) с последующей кристаллизацией при 5-10oC диацетата бетулинола массовая доля основного вещества составляет 98%.
В примере 1 (табл. 2) процесс ацетилирования бетулинола уксусной кислотой и бутилацетатом проводят в периодическом режиме на периодически действующей установке, состоящей из куба-этерификатора, снабженного обогревателем, ректификационной колонны эффективностью около 15 теоретических тарелок, дефлегматора с флорентиной (декантатор) для отбора в виде водного слоя гетерогенного дистиллята. В куб загружают 10 г бетулинола, 88,1 г бутилацетата, 26,0 г уксусной кислоты и 0,5 г ПТСК. Реакционную смесь в кубе доводят до кипения. После разогрева установки и появления паров в дефлегматоре в течение 4 ч проводят ацетилирование бетулинола с одновременным отбором воды в виде водного слоя из флорентины по мере его накопления. После завершения реакции смесь упаривают, охлаждают до -10oC для кристаллизации диацетата бетулинола. Данные по составу полученного полупродукта приведены в табл. 2. После перекристаллизации полупродукта, полученного в условиях примера 1 (табл. 2), из изопропилового спирта (массовое соотношение диацетат:спирт - 1:10) при 20-25oC получают 98%-ный диацетат бетулинола.
В примерах 2-7 (табл. 2) процесс ацетилирования бетулинола уксусной кислотой и ацетатами спиртов проводят в периодическом режиме. Установка состоит из реактора с обогревом, холодильника-дефлегматора и силикагелевого осушителя, из которого обезвоженный дистиллят поступает обратно в реактор. В реактор загружают бетулинол, ацетат спирта, уксусную кислоту и 150 мг ПТСК. Исходную смесь нагревают до температуры кипения и проводят процесс в условиях кипения в течение 4 ч. Затем реакционную смесь упаривают, охлаждают до 5-10oC для кристаллизации диацетата бетулинола. Данные по составу полученного полупродукта приведены в табл. 2.
Таким образом, способ, позволяющий заменить уксусный ангидрид и пиридин на более технологичные и менее токсичные уксусную кислоту и ацетаты спиртов, упростит технологию получения диацетата, позволит уменьшить отходы и обеспечить менее вредные условия производства.
Способ отработан в лабораторных условиях, реализация его не вызовет затруднений благодаря простоте технологических операций.
Создание производства диацетата бетулинола планируется на АООТ "Сыктывкарский ЛПК" и "Лесосибирский КЭЗ".
Claims (4)
1. Способ получения диацетата бетулинола ацетилированием бетулинола в присутствии катализатора при нагревании, отличающийся тем, что процесс ацетилирования ведут смесью уксусной кислоты и ацетатов спиртов C1 - C4 с одновременным избирательным удалением воды из реакционной смеси известными способами.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют паратолуолсульфокислоту.
3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве ацетатов спиртов используют метилацетат, этилацетат, пропилацетат, изопропилацетат, бутилацетат, изобутилацетат и вторичный бутилацетат.
4. Способ по пп.1 - 3, отличающийся тем, что избирательный вывод воды из зоны реакции осуществляют или с использованием адсорбента - силикагеля, или с помощью гетероазеотропной ректификации, выводя воду в виде водного слоя гетерогенного дистиллята.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99117706A RU2150473C1 (ru) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | Способ получения диацетата бетулинола |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99117706A RU2150473C1 (ru) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | Способ получения диацетата бетулинола |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2150473C1 true RU2150473C1 (ru) | 2000-06-10 |
Family
ID=20223890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99117706A RU2150473C1 (ru) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | Способ получения диацетата бетулинола |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2150473C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ301038B6 (cs) * | 2007-01-15 | 2009-10-21 | Univerzita Karlova v Praze, Prírodovedecká fakulta | Zpusob prípravy betulin-diacetátu z brezové kury z papíren |
| CN102993007A (zh) * | 2011-09-13 | 2013-03-27 | 湖南长岭石化科技开发有限公司 | 一种乙酸醇酯的制备方法 |
-
1999
- 1999-08-09 RU RU99117706A patent/RU2150473C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Левандовский В.А., Еськин А.П., Полежаева Н.И. Выделение бетулина и суберина из коры березы, активированной в условиях "взрывного автогидролиза". Химия растительного сырья. - Барнаул. 1998, N 1, с.5 - 9. [Lawrie W., McLean], Taylor G.R. Triterpenoids in the Bark of Mountain Ash (Sorbus ancuparia L) J.Chem. Soc. 1960, p.4303-4308. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ301038B6 (cs) * | 2007-01-15 | 2009-10-21 | Univerzita Karlova v Praze, Prírodovedecká fakulta | Zpusob prípravy betulin-diacetátu z brezové kury z papíren |
| CN102993007A (zh) * | 2011-09-13 | 2013-03-27 | 湖南长岭石化科技开发有限公司 | 一种乙酸醇酯的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| PL204384B1 (pl) | Sposób wytwarzania estrów | |
| ATE62236T1 (de) | Verfahren zur herstellung von 5hydroxymethylfurfural einschliesslich eines kristallinen produktes unter ausschliesslicher verwendung von wasser als loesungsmittel. | |
| Spero et al. | Steroid Acids and Their Transformation Products. II. Desulfurization of Thiol Esters of Desoxycholic Acid1a | |
| CZ30997A3 (en) | Continuous preparation of (meth)acrylic acid alkyl esters | |
| EP0998446A4 (en) | PROCESSES FOR PRODUCING CITRATE ESTERS | |
| US6316679B1 (en) | Treatment of a composition comprising a trimethylolalkane bis-monolinear formal | |
| FurlAn et al. | Butylstannonic acid catalyzed transesterification of carboxylic esters | |
| RU2150473C1 (ru) | Способ получения диацетата бетулинола | |
| JP2010523560A (ja) | テレフタル酸ジ−ｎ−ブチルへのテレフタル酸の転化 | |
| KR900017987A (ko) | 아크릴산 에스테르의 제조방법 | |
| Ferrier | 450. The interaction of phenylboronic acid with hexosides | |
| Yadav et al. | Phosphomolybdic acid supported on silica gel: An efficient, mild and reusable catalyst for the chemoselective hydrolysis of acetonides | |
| Garima et al. | Direct sulfonylation of Baylis-Hillman alcohols and diarylmethanols with TosMIC in ionic liquid-[Hmim] HSO4: an unexpected reaction | |
| US2693484A (en) | Noncatalytic ester exchange reaction of beta-keto carboxylic acid esters | |
| CN114456223B (zh) | 3-缩酮的合成方法 | |
| WO2022198478A1 (zh) | 负载型催化剂以及蔗糖-6-酯的合成方法 | |
| US4277409A (en) | Preparation of 9α-fluoro-16α-methyl-21-acetoxy-Δ1,4 -pregnadiene-11β-ol-3,20-dione | |
| Bose et al. | A facile, catalytic and environmentally benign method for esterification of carboxylic acids and transesterification of carboxylic esters with nearly equimolar amounts of alcohols | |
| CN114591173B (zh) | 一种基于双环戊二烯结构的增塑剂及其制备方法 | |
| Kupchan et al. | The Tiglate Ester as an Alcohol Blocking Group in Organic Synthesis1 | |
| US2771467A (en) | Steroid ketals | |
| CN110790810B (zh) | 一种罗库溴铵中间体及罗库溴铵的制备方法 | |
| O'Meara et al. | The preparation of some glucose nitrates | |
| Angyal et al. | Cyclitols. XXVI. The solvolysis of tosylinositols in acetic acid | |
| AU2002301312B2 (en) | Treatment of a composition comprising a trimethylolalkane bis-monolinear formal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090810 |